DE2757617C2

DE2757617C2 - Device for adjusting the tracking of rotor blades in a helicopter

Info

Publication number: DE2757617C2
Application number: DE19772757617
Authority: DE
Inventors: Elmar 3530 Warburg Thom
Original assignee: HENSCHEL FLUGZEUG-WERKE AG 3500 KASSEL DE
Current assignee: HENSCHEL FLUGZEUG-WERKE AG 3500 KASSEL DE
Priority date: 1977-12-23
Filing date: 1977-12-23
Publication date: 1982-03-18
Also published as: DE2757617A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Einstellen des Spurlaufs von Rotorblättern bei einem Hubschrauber, wobei jedem Rotorblatt eine längenverstellbare Steuerstange mit einem mit der Versorgungseinheit für die Rotorblattsteuerung verbundenen Stellmotor zugeordnet ist.The invention relates to a device for adjusting the tracking of rotor blades in a Helicopter, with each rotor blade having a length-adjustable control rod with a servomotor connected to the supply unit for the rotor blade control assigned.

Vor der Montage von Rotorblättern auf den Hubschrauber werden die mit dem Rotorkopf umlaufenden Blätter auf einem starren, fest auf dem Erdboden befindlichen Prüfstand im simulierten Schwebeflug überprüft. Hierbei wird unter Verwendung eines stroboskopischen Verfahrens der Blattspurlauf gemessen und jedes Rotorblatt entsprechend dem Meßergebnis mittels einer längenverstellbaren Steuerstange optimal eingestellt. Beim Vorwärtsflug des Hubschraubers wirken aber aerodynamische Kräfte auf die Rotorblätter ein und bringen diese aus der Spur, wodurch Schwingungen im Blattauftakt entstehen, die sich auf den ganzen Hubschrauber übertragen. Um diese unerwünschten Schwingungen abzustellen und die Rotorblätter in eine andere Spur zu bringen, muß der Hubschrauber landen und bei stillstehendem Rotor die Steuerstange jeweils eines Rotorblattes manuell entweder verlängert oder verkürzt werden. Anschließend startet der Hubschrauber erneut. Dieser Vorgang muß so oft wiederholt werden, bis ein optimales Schwingungsverhalten des Hubschraubers während des Fiugs erreicht ist, d. h. sätmliche Steuerstangen der RotorblätBefore the rotor blades are mounted on the helicopter, the blades rotating with the rotor head Leaves on a rigid test stand firmly on the ground in a simulated hover flight checked. The blade tracking is measured using a stroboscopic method and each rotor blade according to the measurement result by means of a length-adjustable control rod optimally adjusted. When the helicopter flies forward, however, aerodynamic forces act on the Rotor blades and bring them off track, causing vibrations in the blade opening that carried over to the whole helicopter. To turn off these unwanted vibrations and the To move the rotor blades into a different track, the helicopter has to land and when the rotor is at a standstill, the Control rod each of a rotor blade can either be manually extended or shortened. Afterward the helicopter starts again. This process must be repeated until an optimal vibration behavior the helicopter is reached during the flight, d. H. all control rods of the rotor blade

ter in ihrer Länge richtig eingestellt sind.ter are set correctly in length.

Aus der DE-OS 24 47 877 ist es bei einer Rotorblattsteuerung für ein Drehflügelflugzeug bereits bekannt, Stellmotore mit den Rotorblättern umlaufend anzuordnen und elektrische Energie sowie Steuerimpulse vom hubschrauberfesten System über Schleifringe auf das drehende Rotorsystem zu übertragen, wobei jedes Rotorblatt zum Verstellen des Blattwinkels während des Flugs unabhängig von den anderen Rotorblättern mittels Fernsteuerung zu betätigen ist Diese bekannte Einrichtung ist für die zyklische Blattverstellung bestimmt, bei der zum Drehen des'Rotorblatts um kleine Winkelausschläge zur Längsachse in sich starre, abwechselnd mit Druck- und Zugspannungen belastete Steuerstangen verwendet werden. Zum Einstellen des Spurlaufs vermag diese Einrichtung aber nicht beizutragen. From DE-OS 24 47 877 it is already known in a rotor blade control for a rotary wing aircraft, To arrange servomotors revolving with the rotor blades and electrical energy and control pulses from Transferring the helicopter-fixed system to the rotating rotor system via slip rings, each Rotor blade for adjusting the blade angle during flight independently of the other rotor blades can be operated by remote control. This known device is for cyclic blade adjustment determined, in which to rotate the rotor blade through small angular deflections to the longitudinal axis rigid, Control rods loaded alternately with compressive and tensile stresses are used. To set the However, this facility cannot contribute to tracking.

In der DE-OS 23 14 785 ist andererseits bereits eine längenveränderbare Steuerstange für die Blattverstellung bei einem Drehflügelflugzeug beschrieben, die aus zwei in axialer Richtung bewegbaren Abschnitten besteht, welche an ihren einander zugekehrten Enden mit Außengewinde versehen und durch eine auf beide Gewinde aufschraubbare hülsenförmige Mutter miteinander verbunden sind. Diese bekannte Steuerstange hat den Nachteil, daß sie nur bei stillstehendem Rotor und manuell in ihrer Länge verstellbar ist. Außerdem bleibt sie ständig am Fahrzeug eingebaut und wird nur bei Beschädigung ausgewechselt.In DE-OS 23 14 785, on the other hand, there is already a variable-length control rod for the blade adjustment in a rotary wing aircraft described, which consists of two axially movable sections consists, which are provided with external threads at their ends facing each other and by one on both Thread screw-on sleeve-shaped nut with one another are connected. This known control rod has the disadvantage that it only works when the rotor and is manually adjustable in length. In addition, it remains permanently installed on the vehicle and is only used with Damage replaced.

jo Es ist ferner eine Überwachungseinrichtung bekannt (DE-PS 19 54 857), mit der die während des Fluges aufgenommenen Daten vom Zustand der umlaufenden Rotorblätter auf Anzeigeeinrichtungen an Bord eines Hubschraubers übertragen werden. Diese bekannte Einrichtung dient dazu, kleine Schaden oder Risse in den Rotorblattwandungen anzuzeigen, die einen möglichen Ausfall ankündigen könnten. Eine Einstellung des Spurlaufs ist damit nicht zu verwirklichen.jo A monitoring device is also known (DE-PS 19 54 857), with which the data recorded during the flight of the state of the circulating Rotor blades are transmitted to display devices on board a helicopter. This well-known Device is used to indicate small damage or cracks in the rotor blade walls that a possible Could announce failure. It is not possible to adjust the tracking in this way.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei einer Einrichtung zum Einstellen des Fpurlaufs von Rotorblättern die jedem Rotorblatt zugeordnete längenverstellbare Steuerstange so auszubilden, daß mit ihr während des Fluges das Rotorblatt auf das günstigste Flugverhalten einzustellen ist, wobei eine vom Empfinden desThe object of the invention is therefore to provide a device for adjusting the tracking of rotor blades to train the length-adjustable control rod assigned to each rotor blade so that with her during of the flight, the rotor blade is to be adjusted to the most favorable flight behavior, one of the perception of the

■45 Piloten hinsichtlich der auftretenden Schwingungen unabhängige Rotorblattverstellung durchgeführt werden soll.■ 45 pilots with regard to the vibrations that occur independent rotor blade adjustment is to be carried out.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by what is stated in the characterizing part of the main claim Features solved.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß durch das vom Hubschrauber aus ferngesteuerte System für die Einstellung des Blattlaufs die bisher erforderlichen Werkstattflüge entfallen, die notwendig waren, um die Rotorblätter in Spur zu bringen und den Hubschrauber während des Fluges ruhig zu bekommen.This inventive training is achieved that by the helicopter remotely controlled system for setting the blade run eliminates the previously required workshop flights were necessary to get the rotor blades on track and the helicopter during flight get quiet.

Die durch den Piloten mittels der Bedienungseinrichtung am Kommandogerät im Hubschrauber eingeleitete Rotorblattverstellung wird von einer Nullstellung aus optimal eingestellt und unabhängig von der eigentlichen Flugrichtungssteuerung durchgeführt. Die bei der Rotorblattverstellung entsprechend der Anströmung des auf- und ablaufenden Rotorblatts in der längenverstellbaren Steuerstange auftretende Druck- bzw. Zugkraft wird von der in dieser befindlichen Meßeinrichtung erfaßt, in ein elektrisches Signal umgeformt und dem Kommandogerät im Führerraum des Hubschrau-The one initiated by the pilot using the controls on the command unit in the helicopter The rotor blade adjustment is optimally set from a zero position and independently of the actual one Flight direction control carried out. When the rotor blade is adjusted, it corresponds to the flow of the advancing and unwinding rotor blade in the length-adjustable control rod occurring compressive or tensile force is detected by the measuring device located in this, converted into an electrical signal and the command unit in the driver's cab of the helicopter

bers übermittelt, wo es in der Kontrolleinrichtung zur Anzeige kommt, so daß eine vom Empfinden des Piloten unabhängige Rotorblattverstellung erfolgen kann.bers transmitted where it is displayed in the control device, so that one of the pilot's feeling independent rotor blade adjustment can take place.

Weitere Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den LJnteransprüchen gekennzeichnet Die zum Einstellen des Spurlaufs verwendete Steuerstange mit Stellmotor kann nach Abschluß des Einstellvorgangs, d. h. nach Erreichen des optimalen Flugverhaltens, entweder am Hubschrauber verbleiben oder ausgebaut und gegen dne andere hubschraubereigene Steuerstange ohne Stellmotor ausgetauscht werden. Die Länge dieser einzubauenden Stcuerstange muß aber vor ihrem Einbau entsprechend der Länge der ausgebauten Steuerstange eingestellt und gegen Verstellen gesichert sein.Further refinements and advantageous developments of the invention are set out in the subclaims marked The control rod with servomotor used to adjust the tracking can be according to Completion of the setting process, d. H. after achieving optimal flight behavior, either on the helicopter remain or removed and against the other helicopter's own control rod without servomotor be replaced. However, the length of this control rod to be installed must be appropriate before it is installed adjusted to the length of the dismantled control rod and secured against adjustment.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown schematically in the drawing and is in described in more detail below. It shows

Fig. 1 einen Hubschrauber mit der Einrichtung zum Einstellen des Spurlaufs der Rotorblätter in Seitenansicht, 1 shows a helicopter with the device for adjusting the tracking of the rotor blades in a side view,

Fig.2 eine Vorderansicht einer längenverstellbaren Steuerstai.ge mit Verstellmotor im größten Maßstab, teilweise im Längsmittenschnitt, und2 shows a front view of a length-adjustable control rod with an adjusting motor on the largest scale, partly in the longitudinal center section, and

Fig.3 eine Seitenansicht der Steuerstange nach F i g. 2 mit teilweise aufgebrochenem Mittelteil.3 shows a side view of the control rod according to FIG. 2 with the middle section partially broken open.

Beim dargestellten Hubschrauber mit Dreiblattrotor befindet sich für die Fernsteuerung zum Einstellen des Spurlaufs der Rotorblätter 1, Γ, 1" im Führerraum des Hubschraubers ein Kommandogerät 2 mit nicht dargestellten Bedienungs- und Kontrolleinrichtungen und ferner auf dem Rotorkopf 3 eine sich mit diesem drehende Versorgungseinheit 4 für die Rotorblattsteuerung mit einem Empfängerteil. Dieser Empfängerteil ist zwischen dem Kommandogerät 2 im Hubschraube-Führerraum und Stellmotoren 5, 5', 5" von längenverstellbaren Steuerstangen 6, 6', 6" der Rotorblätter 1, 1', I" angeordnet. Die gleichzeitig als Relaisstation dienende Versorgungseinheit 4 enthält neben dem EmpfängerteilIn the illustrated helicopter with three-blade rotor, there is a command device 2 with operating and control devices (not shown) and also on the rotor head 3 a supply unit 4 rotating with this for remote control for setting the tracking of the rotor blades 1, Γ, 1 "in the driver's cab of the helicopter The rotor blade control with a receiver part. This receiver part is arranged between the command device 2 in the lifting screw driver's cab and servomotors 5, 5 ', 5 "of length-adjustable control rods 6, 6', 6" of the rotor blades 1, 1 ', I " . The supply unit 4, which also serves as a relay station, contains the receiver part

u. a. auch die nicht dargestellten Batterien sowohl für die Stellmotoren 5, 5', 5" der mit ihrem einen Ende am Rotorkopf 3 und mit ihrem anderen Ende am Rotorblatt J₁ Γ, i" gelenkig befestigten und dadurch mit diesen umlaufenden längenverstellbaren Steuerstangen 6, 6', 6" als auch für die Fernsteuerung und für die Steuerkraftüberiragung. Die Längenverstellung jeder Steuerstange 6,6', 6" und die Kontrolle der Steuerkrüfte erfolgt vom bzw. am Kommandogerät 2 im Hubschrauberführerraum. Wie F i g. 2 und 3 zu entnehmen ist, besteht jede längenverstellbare Steuerstange 6, 6', 6" im wesentlichen aus einer drehbaren Gewindespindel 7, einer drehfesten Spindelmutter 8 und dem Stellmotor 5,5', 5". Beim Ausführungsbeispiel befinden sich die Gewindespindel 7 und die Spindelmutter 8 in einem mit einem Befestigungsauge der Steuerstange in Verbindung stehenden Gehäuse 10, in dem auch der Stellmotor 5,5', 5" angeordnet ist. Die Gewindespindel 7 ist hierbei mittels Wälzlager 9 im Gehäuseansatz 19 drehbar gelagert und mit dem auf einer Trägerplatte 11 im Gehäuse 10 angeordneten S'ellmotor 5, 5', 5" der von einem Elektromotor 12 mit einem Stirnradpaar 13 gebildet wird, verbunden. Vom Eleictromotor 12 wird über das Stirnradpaar 13 die zum Verstellen der Länge der Steuerstange erforderliche Drehbewegung auf die Gewindespindel 7 übertragen. Die mittels zwei Gabelausiegern 14, 14' und Führungsstiften 15, 15'. die gleichzeitig als Versteliwegbegrenzung dienen, drehfest, aber axial verschiebbar im Gehäuse 10 angeordnete Spindelmutter 8 besitzt außerhalb des Gehäuses 10 einen Abschnitt 16, an dem sich ebenfalls ein Befestigungsauge für die Steuerstange befindet. Außerdem ist im Gehäuse 10 ein zum Steuern und Rückmelden des Verstellwegs dienendes Potentiometer (nicht gezeichnet) befestigt. Mit 17 ist eine Tauschspule bezeichnet.including the batteries (not shown) both for the servomotors 5, 5 ', 5 "of the _{control rods 6, 6, which are articulated with one end on the rotor head 3 and with their other end on the rotor blade J 1} , i" and are thus circumferentially adjustable in length '. Like F i g. 2 and 3, each length-adjustable control rod 6, 6 ', 6 "consists essentially of a rotatable threaded spindle 7, a non-rotatable spindle nut 8 and the servomotor 5, 5', 5". In the exemplary embodiment, the threaded spindle 7 and the spindle nut 8 are located in a housing 10 which is connected to a fastening eye of the control rod and in which the servomotor 5, 5 ', 5 "is also arranged rotatably mounted and connected to the S'ellmotor 5, 5 ', 5 "arranged on a carrier plate 11 in the housing 10, which is formed by an electric motor 12 with a pair of spur gears 13. The rotary movement required to adjust the length of the control rod is transmitted from the electric motor 12 to the threaded spindle 7 via the pair of spur gears 13. The two fork lifters 14, 14 'and guide pins 15, 15'. which at the same time serve as adjustment travel limiters, non-rotatable but axially displaceable in the housing 10, has a spindle nut 8 outside the housing 10, on which there is also a fastening eye for the control rod. In addition, a potentiometer (not shown) serving to control and report back the adjustment path is fastened in the housing 10. With a replacement coil is designated.

Ferner befindet sich am Abschnitt 16 eine mit einem Dehnungsbügel ausgerüstete Meßeinrichtung 18 zum Messen der auftretenden Steuerkräfte.Also located on section 16 is a measuring device 18 equipped with an expansion bracket for Measurement of the occurring control forces.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for adjusting the tracking of rotor blades in a helicopter, wherein Each rotor blade has a length-adjustable control rod with a supply unit for the Rotor blade control associated servomotor is assigned, characterized in that the adjustment of each control rod (6, 6 ', 6 ") during the flight by means of remote control of one Command device (2) in the driver's cab of the helicopter via one in the supply unit (4) for the Rotor blade control on the rotatable rotor head (3) located receiver part of the servomotor (5, 5 ', 5 ") can be carried out and feedback of both the adjustment dimension of the control rod via an in this arranged potentiometer as well as the control forces occurring in the control rod through a measuring device (17, 18} installed in the control rod and a display device in the driver's cab he follows.

2. Device according to claim 1, characterized in that the control forces via slip rings, Induction path or middle telemetry can be transmitted.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the length-adjustable control rod (6, 6 ', 6 "), a threaded spindle (7), a spindle nut (8) and a servomotor (5,5', 5") in a housing (10), wherein the servomotor consists of a; Electric motor (12) with a pair of spur gears (13) for the threaded spindle (7), furthermore the threaded spindle (7) is rotatable and the spindle nut (8) rotatably but axially displaceable in the housing (10).